如何使用ImageMagick将单色图像转换为0和1的n×m数组？

问题背景 #

我已通过以下命令将彩色JPG图像转换为单色图像：

convert image.jpg -monochrome monochrome.jpg

现在希望将monochrome.jpg转换为n×m数组格式的文本文件，要求黑色像素用1表示、白色像素用0表示（反之亦可）。尝试了如下命令：

convert monochrome_800x480.jpg -depth 1 -format 'txt' monochrome.txt

但输出并非预期的0和1矩阵，而是包含像素详细信息的内容：

# ImageMagick pixel enumeration: 800,480,0,255,gray
0,0: (255)  #FFFFFF  gray(255)
1,0: (255)  #FFFFFF  gray(255)
2,0: (255)  #FFFFFF  gray(255)
...

解决方法 #

完全可以通过ImageMagick实现需求，以下是几种可行的命令方案：

方案1：直接用ImageMagick内置表达式生成矩阵

convert monochrome.jpg -format "%[fx:pixel.r==0?1:0]" -write info:- -delete 0--1 -format "%[fx:w]x%[fx:h]\n" info:- | tr -d '\n' | fold -w $(identify -format "%w" monochrome.jpg) > matrix.txt

• 逻辑：%[fx:pixel.r==0?1:0]遍历每个像素，将黑色（红色通道值为0）转为1，白色（红色通道值为255）转为0；fold -w根据图像宽度自动换行，保证每行对应图像的一行像素。

方案2：结合awk处理像素输出

convert monochrome.jpg txt:- | awk 'NR>1 {print ($3 == "(0)") ? 1 : 0}' | paste -sd "\n" - | fold -w $(identify -format "%w" monochrome.jpg) > matrix.txt

• 逻辑：用txt:-输出像素信息后，跳过第一行注释，通过awk判断像素值，将黑色像素（值为(0)）替换为1，白色替换为0，最后按图像宽度换行。

方案3：利用PGM格式快速转换

convert monochrome.jpg -depth 1 -compress none pgm:- | tail -n +3 | tr ' \n' '' | fold -w $(identify -format "%w" monochrome.jpg) > matrix.txt

• 逻辑：将单色图像转为深度1的无压缩PGM格式，该格式头部后直接存储0/1像素值，去掉头部两行后整理成矩阵格式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kovac